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BPNN在重症手足口病相关因素分析及重症化预测的应用

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摘要

图表目录

英文缩略词

1 前言

1.1 研究背景

1.1.1 手足口病研究概况

1.1.2 BP神经网络发展简介

1.2 研究目的

2 BP神经网络基本理论

2.1 BP神经网络结构

2.2 BP神经网络学习原理

2.3 BP神经网络设计

2.3.1 原始数据预处理

2.3.2 传递函数的选择

2.3.3 BP神经网络层数及结构参数设计

2.3.4 初始化权值和阈值

2.3.5 学习速率的设定

2.3.6 BP神经网络优化算法的选择

2.3.7 提高BP神经网络泛化能力的方法

2.4 敏感度分析简介

3 对象与方法

3.1 研究对象

3.2 资料方法

3.3 资料预处理

3.4 统计分析

3.4.1 SPSS21.0软件分析

3.4.2 BPNN模型设计与分析步骤

3.4.3 BPNN模型MATLAB 7.0软件实现

4 结果

4.1 重症组和轻症组的基本情况

4.2 重症手足口病临床诊断相关因素logistic分析结果

4.2.1 单因素非条件logistic回归分析

4.2.2 多因素非条件logistic回归分析

4.3 BPNN模型重症手足口病相关因素分析

4.3.1 原始数据归一化

4.3.2 基于MATLAB 7.0软件的BPNN模型具体操作流程

4.3.3 BPNN模型训练结果

4.4 BPNN模型MIV分析结果

4.5 BPNN模型和多因素logistic分析结果比较

4.6 因子间交互作用分析

4.7 重症化进程中重症手足口病相关因素的变化

4.7.1 重症化进程中重症手足口病综合因素水平计算

4.7.2 重症化进程中重症手足口病相关因素水平置信区间计算

4.7.3 重症化进程中重症手足口病相关因素水平变化

5 讨论

5.1 BPNN模型预测评定

5.2 BPNN模型与传统因素分析方法比较

5.3 影响重症手足口病l临床诊断相关因素

5.4 针对重症手足口病重症化进程预测分析

5.5 本次研究的不足

6 结论

参考文献

综述 人工神经网络及其在流行病学领域研究进展

个人简介

致谢

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摘要

目的:
  该研究应用BP神经网络(BPNN)原理建立重症手足口病相关因素和重症化进程预测模型,用以探讨BPNN模型在重症手足口病临床诊断和重症化进程预测中的应用价值,为手足口病的临床诊断和流行病学研究奠定基础。
  方法:
  以手足口病流行病学现况调查资料为基础,整群抽取河南省郑州市某医院2013年4-6月收治的344例手足口病患儿作为调查对象进行问卷调查。采用MATLAB7.0软件中的神经网络工具箱构建BPNN模型,分析得出影响重症手足口病临床诊断相关因素的平均影响值(MeanImpactValue,MIV),按MIV值的绝对值大小排出因子顺位,并与多因素logistic回归模型分析结果进行比较。对影响力较大的MIV值结果归一化得出综合因素水平计算公式,并根据收集的自发病到重症过程中有完整资料的病例,进一步分析此水平与重症化进程之间的关系。
  结果:
  1.单因素logistic回归结果显示,精神差、血糖升高、颈强直、易惊、嗜睡、手足抖动、呕吐、肢体无力、热峰≥39℃、白细胞≥15×109/L等10个因素有意义;多因素logistic回归结果显示,易惊、手足抖动、嗜睡、呕吐、精神差、白细胞≥15×109/L、颈强直是重症手足口病临床诊断的相关因素。
  2.本次训练好的网络训练样本对训练数据的分类正确率为100%,测试样本对测试数据的分类正确率>90%,BPNN模型拟合较好。
  3.BPNN模型最终网络结构设定为27→8→1,影响重症手足口病前10位相关因素(MIV值绝对值)依次为:易惊(0.4614)、精神差(0.3050)、手足抖动(0.1019)、呕吐(0.0912)、热程≥3d(0.0711)、颈强直(0.0461)、白细胞≥15×109/L(0.046)、嗜睡(0.028)、血糖升高(0.015)、呼吸节律改变(0.012)。
  4.通过比较BPNN模型和多因素logistic回归结果,发现两者主要临床诊断相关因素排序顺序基本一致,热程≥3d与精神差和白细胞≥15×109/L均有交互作用(P<0.05),热程≥3d是一个重要的协变量。
  5.在重症手足口病重症化进程中,综合因素水平在重症前一天之前的几天上升趋势明显,在重症前一天和重症当天之间略微上升,并在重症当天达到峰值,随后下降。
  结论:
  BPNN模型可用于建立重症手足口病相关因素模型,并可对手足口病新发病例作出重症化进程预测,可用于手足口病的临床诊断和重症化进程预测。

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